CN101827368B - 基于x2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，主要解决长期演进先进型系统LTE-Advanced中负载均衡行为只考虑单一小区对的局限性问题。其技术要点是：1.在原有的蜂窝小区的负载均衡优化方法的基础上，基于X2接口信息交互，通过在资源状态更新消息中添加邻小区的资源状态信息，将目标小区的邻小区的资源状态信息汇报给源小区；2.将目标小区的邻小区中源小区所不可见的小区定义为隐藏小区Hidden cells。本发明由于在负载均衡时使用了隐藏小区的负载信息，提高了全网的负载均衡的效果，可应用于蜂窝网络通信系统中。

Description

基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及到一种第三代移动通信长期演进先进型LTE-Advanced系统架构中蜂窝小区负载均衡优化的方法，可用在蜂窝小区负载均衡中。
背景技术
3GPP长期演进系统以其较高的带宽可以为用户提供更丰富的多媒体业务，但是运营商最关心的还是通过有效的运维成本来取得较高的利润。因此，在长期演进系统中控制运维成本将会成为一个非常具有挑战性的问题。而3GPP为长期演进系统提出了一个新的运维策略，即长期演进系统运营商通过自组织机制有效降低运维成本，进一步提升长期演进系统的竞争优势。
移动性负载均衡MLB是长期演进系统自组织策略的一个重要用例。其主要根据当前小区和邻居小区的负载状况来自动优化通信系统内或系统间的移动性参数，相对于静态的移动参数来说，能够提升系统容量，并且降低网络管理与优化工作中的人工工作量。移动负载均衡对于用户在相比于没有移动负载均衡的情况下的服务质量没有负面影响。它应当考虑到接入技术的服务容量，网络的覆盖结构，例如高容量小区与低容量小区的重叠。
移动负载均衡的目标就是优化小区重选与切换参数，进而降低切换总数和不必要的切换数，进一步达到负载均衡。其期望的结果包括：根据小区重选与切换机制，部分UEs重选到或者切换到低负载小区；小区之间的负载更加均衡；系统容量的提升；网络管理与优化方面的人工工作量的降低。
对传统的MLB场景的讨论一般局限在2个相邻小区之间，而负载信息的交互过程和内容也只涉及这两个小区，具体的方法也是通过调整切换参数，使得重负载小区向轻负载小区分流业务，实现负载均衡。
对于图1所示的多小区MLB小区布局场景，假设小区1负载过重，它需要与邻小区协商做MLB，通过相关的负载信息交互，小区1得知邻区中最空闲的小区2是最适合做MLB的小区，于是小区1便和小区2协商做MLB，此时小区3其实负载也较重，但略低于小区1，在小区1完成与小区2的MLB后，小区3再与小区2协商MLB，显然小区3此时可分流业务的空间减小，MLB的效果不佳。
发明内容
本发明目的在于克服长期演进先进型系统中负载均衡行为只考虑单一小区对而引起MLB的总体效果不佳的问题，提出一种基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，以通过交互两跳内的负载信息，实现移动负载均衡优化，增强MLB的效果。
本发明目的技术方案是这样实现的：
一.术语解释
LTE-Advanced：Long Term Evolution-Advanced  长期演进先进型
3GPP：3rd Generation Partnership Program  第三代移动通信合作伙伴计划
UE：User Equipment  用户设备
MLB：Mobility Load Balance  移动负载均衡
eNB：eNode Base station  基站
二.实现本发明目的的技术步骤
(1)源基站通过X2接口向邻基站发送资源状态请求消息，收到该消息的邻基站根据自身的测量能力，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息或资源状态请求失败消息，当源基站收到目标基站反馈的资源状态请求响应消息后，则完成资源状态报告初始化进程；
(2)收到资源状态请求消息的基站根据资源状态请求中的测量参数启动相应的测量，如果资源状态信息已过时，则请求其更新资源状态信息，并将资源状态请求消息中的报告周期信息单元值作为周期，通过X2接口向源基站发送自己以及邻居小区的资源状态更新消息；如果资源状态信息未过时，则直接向源基站发送自己以及邻居小区的资源状态更新消息；
(3)当源基站需要终止目标基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向目标基站发送资源状态请求消息，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”，目标基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息并终止相应测量，结束资源状态报告进程。
所述的目标小区的邻小区且源小区所不可见的小区定义为源小区的隐藏小区Hidden cells。
所述的资源状态请求消息，包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期。和无线资源状态信息。
所述的启动相应测量，包括硬件负载指示信息测量、S1接口传输层负载指示信息测量和无线资源状态信息测量。
本发明由于在负载均衡时使用了隐藏小区Hidden cell的负载信息，避免了原基站只考虑自身需求的局限性；从全网的角度来看，由于各个小区平衡或牺牲自身的负载均衡需求，并充分考虑邻区和其隐藏小区的潜在负载均衡需求，可有效提高全网负载的均衡效果。
附图说明
图1是现有多小区MLB策略示意图；
图2是本发明的多小区MLB策略示意图；
图3是本发明多小区MLB资源状态交互进程图。
具体实施方式
参照图1，根据现有的多小区MLB策略，对小区1而言，小区3是不可见的，这里定义其为小区1的隐藏小区Hidden cell，所以小区1的MLB行为不会考虑小区3，MLB效果不佳。
参照图2，本发明将小区2和小区1的隐藏小区，即小区3和小区4的负载信息全部交互给小区1，这样小区1在选择MLB小区时就会考虑小区3和小区4的MLB需求，即通过减小向邻区分流业务或甚至选择负载状况次优的小区1的左上方邻小区来执行MLB。对局部区域来说，这样的MLB策略效果更佳。
根据图2的技术策略，本发明基于现有的长期演进先进型系统X2接口应用层协议，对其中的资源状态报告初始化进程和资源状态报告进程做了改进，参照图3，其具体实施步骤如下：
步骤1，初始化资源状态报告进程
1a.源基站eNB1首先向邻基站eNB2发送一条资源状态请求消息RESOURCESTATUS REQUEST，该资源状态请求消息包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期等，其信令格式如表1所示，该表1的内容由3GPP TS 36.423-900标准所规定。在资源状态请求消息中，如果要求eNB2停止报告资源状态信息，则注册请求信息单元置为“停止”；如果请求eNB2开始报告信息，则置为“开始”，并将报告特征信息单元放入资源状态请求消息中。如果eNB1请求eNB2报告无线资源状态，将报告特征信息单元的第1个比特位“周期性报告PRB状态”置1；如果eNB1请求eNB2报告S1接口传输层负载指示，将报告特征信息单元的第2个比特位“周期性报告S1接口传输层负载指示”置1；如果eNB1请求eNB2报告硬件负载指示，将报告特征信息单元中的第3个比特位“周期性报告硬件负载指示”置1；如果eNB1在定时器溢出后仍未收到eNB2的反馈消息，则向eNB2重发资源状态请求消息。
1b.如果eNB2正确收到了资源状态请求消息，首先查看注册请求信息单元，若注册请求信息单元为“停止”，则停止报告资源状态信息，并反馈资源状态请求响应消息；若为“开始”，则判断eNB2是否能提供消息中指定的测量，若能则向eNB1反馈一条资源状态请求响应消息RESOURCE STATUS RESPONSE，资源状态响应消息信令格式见表2，该表2的内容由3GPP TS 36.423-900标准所规定；若eNB2不能提供相应测量则反馈一条资源状态请求失败消息RESOURCE STATUS FAILURE，返回步骤1a，资源状态请求失败消息信令格式见表3，该表3的内容由3GPPTS 36.423-900标准所规定。
步骤2，运行资源状态报告进程
当步骤1成功完成后，表示eNB1和eNB2完成了资源状态报告初始化进程。eNB2根据测量请求，启动相应的测量，如果资源状态信息过时则启动与邻区的资源状态报告进程；该进程完成后，根据资源状态请求消息中的报告周期信息单元值，周期性向eNB1发送测量报告，该测量报告内容包含在资源状态更新消息中，其中资源状态更新消息包括硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息、无线资源状态信息和邻小区资源状态信息。资源状态更新消息的格式见表4，其中该表4是在标准3GPP TS 36.423-900的资源状态更新消息的基础上添加了邻小区资源状态Neighbour Cell Resource Status，并将邻小区资源状态信息Neighbour Cell Resource Status的“presence”项设为“O”，“IEtype and reference”项设为“9.3.X”。由表4可见，eNB2的邻小区的资源状态信息Neighbour Cell Resource Status包含在资源状态更新消息中，其中eNB2的邻小区资源状态信息Neighbour Cell Resource Status的格式见表5，该表5的内容由3GPP TS36.423-900标准所规定。
步骤3，终止资源状态报告进程
当源基站需要终止目标基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向目标基站发送资源状态请求消息RESOURCE STATUS REQUEST，并将该资源状态请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”。该资源状态请求消息RESOURCE STATUS REQUEST得格式见表1。目标基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息RESOURCE STATUS RESPONSE，并终止相应测量，结束资源状态报告进程。该资源状态请求响应消息RESOURCE STATUS RESPONSE的格式见表2。
表1  资源状态请求消息信令格式
  IE/Group Name   Presence   IE type andreference   Semantics description   Criticality   AssignedCriticality
  Message Type   M   9.2.13   YES   reject
  eNB1MeasurementID   M   INTEGER(1..4095，...)   Allocated by eNB1   YES   reject
  eNB2MeasurementID   C-ifRegistrationRequestStop   INTEGER(1..4095，...)   Allocated by eNB2   YES   ignore
  RegistrationRequest   M   ENUMERATED(Start，Stop，...)   In this Release，if the value isset to“stop”，the receivershall stop all cellsmeasurement.   YES   reject
  ReportCharacteristics   O   BITSTRING(SIZE(32))   Each position in the bitmapindicates measurementobject the eNB2 is requestedto report.First Bit＝PRB Periodic，Second Bit＝TNL load IndPeriodic，Third Bit＝HW Load IndPeriodic.   YES   reject
  Cell To Report   1tomaxCellineNB   Cell ID list for whichmeasurement is needed   EACH   ignore
  ＞Cell ID   M   ECGI9.2.14
  ReportingPeriodicity   O   ENUMERATED(1000ms，2000ms，5000ms，10000ms，...)   YES   ignore
表2  资源状态请求响应消息信令格式
  IE/Group Name   Presence   Range   IE type and reference   Semanticsdescription  Criticality   AssignedCriticality
  Message Type   M   9.2.13   YES   reject
  eNB1 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES   reject
  eNB2 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES   reject
  Criticality Diagnostics   O   9.2.7   YES   ignore
表3  资源状态请求失败消息信令格式
  IE/Group Name   Presence   Range   IE type andreference   Semanticsdescription   Criticality   AssignedCriticality
  Message Type   M   9.2.13   YES   reject
  eNB1 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES   reject
  eNB2 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES   reject
  Cause   M   9.2.6   YES   ignore
  Criticality Diagnostics   O   9.2.7   YES   ignore
表4  资源状态更新消息信令格式
  IE/Group Name   Presence   Range   IE type andreference   Semanticsdescription   Criticality  AssignedCriticality
  Message Type   M   9.2.13   YES  ignore
  eNB1 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES  reject
  eNB2 Measurement ID   M   INTEGER(1..4095，...)   YES  reject
  Cell Measurement Result   1 tomaxCellineNB   EACH  ignore
  ＞Cell ID   M   ECGI9.2.14
  ＞Hardware Load Indicator   O   9.2.34
  ＞S1 TNL Load Indicator   O   9.2.35
  ＞Radio Resource Status   O   9.2.37
  ＞Neighbour CellResource Status   O   9.3.X
表5  资源状态信息格式
  IE/GroupName   Presence   Range   IE type andreference   Semanticsdescription   Criticality   AssignedCriticality
  ＞Cell ID   M   ECGI9.2.14
  ＞HardwareLoadIndicator   O   9.2.34
  ＞S1 TNLLoadIndicator   O   9.2.35
  ＞RadioResourceStatus   O   9.2.37

Claims (5)

1.一种基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，包括如下步骤：
(1)源基站通过X2接口向邻基站发送资源状态请求消息，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“开始”，收到该消息的邻基站根据自身的测量能力，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息或资源状态请求失败消息，当源基站收到目标基站反馈的资源状态请求响应消息后，则完成资源状态报告初始化进程；
(2)收到资源状态请求消息的邻基站根据资源状态请求消息中的测量参数启动相应的测量，如果资源状态信息已过时，则请求邻居小区更新资源状态信息，并将资源状态请求消息中的报告周期信息单元值作为周期，通过X2接口向源基站发送自己以及邻居小区的资源状态更新消息；如果资源状态信息未过时，则直接向源基站发送自己以及邻居小区的资源状态更新消息；
(3)当源基站需要终止目标基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向目标基站发送资源状态请求消息，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”，目标基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息并终止相应测量，结束资源状态报告进程。
2.根据权利要求1所述的基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，将目标小区的邻居小区中源小区所不可见的小区定义为源小区的隐藏小区Hidden cells。
3.根据权利要求1所述的基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，其中所述的资源状态请求消息，包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期。
4.根据权利要求1所述的基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，其中所述的资源状态更新消息，包括硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息、无线资源状态信息和邻居小区资源状态信息。
5.根据权利要求1所述的基于X2接口信息交互的蜂窝小区的负载均衡优化方法，其中步骤(2)所述的启动相应的测量，包括硬件负载指示信息测量、S1接口传输层负载指示信息测量和无线资源状态信息测量。
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